harmony(鸿蒙)时间管理

  • 2022-10-28
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时间管理

基本概念

时间管理以系统时钟为基础,给应用程序提供所有和时间有关的服务。

系统时钟是由定时器/计数器产生的输出脉冲触发中断产生的,一般定义为整数或长整数。输出脉冲的周期叫做一个“时钟滴答”。系统时钟也称为时标或者Tick。

用户以秒、毫秒为单位计时,而操作系统以Tick为单位计时,当用户需要对系统进行操作时,例如任务挂起、延时等,此时需要时间管理模块对Tick和秒/毫秒进行转换。

OpenHarmony LiteOS-M内核时间管理模块提供时间转换、统计功能。

时间单位

  • Cycle 系统最小的计时单位。Cycle的时长由系统主时钟频率决定,系统主时钟频率就是每秒钟的Cycle数。

  • Tick Tick是操作系统的基本时间单位,由用户配置的每秒Tick数决定。

接口说明

OpenHarmony LiteOS-M内核的时间管理提供下面几种功能,接口详细信息可以查看API参考。

表1 时间转换

接口名 描述
LOS_MS2Tick 毫秒转换成Tick。
LOS_Tick2MS Tick转化为毫秒。
OsCpuTick2MS Cycle数目转化为毫秒,使用2个UINT32类型的数值分别表示结果数值的高、低32位。
OsCpuTick2US Cycle数目转化为微秒,使用2个UINT32类型的数值分别表示结果数值的高、低32位。

表2 时间统计

接口名 描述
LOS_SysClockGet 获取系统时钟。
LOS_TickCountGet 获取自系统启动以来的Tick数。
LOS_CyclePerTickGet 获取每个Tick多少Cycle数。
LOS_CurrNanosec 获取当前的时间,单位纳秒。

表3 时间注册

接口名 描述
LOS_TickTimerRegister 重新注册系统时钟的定时器和对应的中断处理函数。

表4 延时

接口名 描述
LOS_MDelay 延时函数,延时单位毫秒。
LOS_UDelay 延时函数,延时单位微秒。

开发流程

时间管理的典型开发流程:

  1. 根据实际需求,完成板级配置适配,并配置系统主时钟频率OS_SYS_CLOCK(单位Hz)和LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND。OS_SYS_CLOCK的默认值基于硬件平台配置。

  2. 调用时钟转换/统计接口。

icon-note.gif 说明: - 时间管理不是单独的功能模块,依赖于OS_SYS_CLOCK和LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND两个配置选项。

  • 系统的Tick数在关中断的情况下不进行计数,故系统Tick数不能作为准确时间使用。

  • 上文描述的配置选项维护在开发板工程 target_config.h 中,部分配置项未定义的缺省值定义在内核 los_config.h中。

编程实例

实例描述

在下面的例子中,介绍了时间管理的基本方法,包括:

  1. 时间转换:将毫秒数转换为Tick数,或将Tick数转换为毫秒数。

  2. 时间统计:每Tick的Cycle数、自系统启动以来的Tick数和延迟后的Tick数。

示例代码

前提条件:

  • 使用每秒的Tick数LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND的默认值100。

  • 配好OS_SYS_CLOCK系统主时钟频率。

时间转换:

本演示代码在 ./kernel/liteos_m/testsuites/src/osTest.c 中编译验证,在TestTaskEntry中调用验证入口函数ExampleTransformTime和ExampleGetTime。

VOID ExampleTransformTime(VOID)
{
    UINT32 ms;
    UINT32 tick;

    /* 10000ms转换为tick */
    tick = LOS_MS2Tick(10000);
    printf("tick = %d \n", tick);

    /* 100tick转换为ms */
    ms = LOS_Tick2MS(100);
    printf("ms = %d \n", ms);
}

时间统计和时间延迟:

VOID ExampleGetTime(VOID)
{
    UINT32 cyclePerTick;
    UINT64 tickCountBefore;
    UINT64 tickCountAfter;

    cyclePerTick  = LOS_CyclePerTickGet();
    if (0 != cyclePerTick) {
        printf("LOS_CyclePerTickGet = %d \n", cyclePerTick);
    }

    tickCountBefore = LOS_TickCountGet();
    LOS_TaskDelay(200);
    tickCountAfter = LOS_TickCountGet();
    printf("LOS_TickCountGet after delay rising = %d \n", (UINT32)(tickCountAfter - tickCountBefore));
}

结果验证

编译运行得到的结果为:

时间转换:

tick = 1000
ms = 1000

时间统计和时间延迟:

LOS_CyclePerTickGet = 250000 (根据实际运行环境,数据会有差异)
LOS_TickCountGet after delay rising = 200

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